CN114147095B - 一种金属波纹管自动整形机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波纹管整形设备，属于机械制造领域。该设备机架下部的主电机与装有主动整形模的主动转轴传动连接；机架上部装有提升机，提升机的导柱下端装有带从动整形模的从动转轴；主动转轴一端支撑在安装于机架的轴承中；机架上铰支的伸缩驱动装置伸缩端与旋转臂的中部铰接，旋转臂的上端铰支在机架上；当伸缩驱动装置处于伸展位置时，主动转轴的另一端支撑在旋转臂下部的支撑滚轮上；当伸缩驱动装置处于缩回位置时，旋转臂下部的支撑滚轮离开主动转轴。采用本发明后，只要控制伸缩驱动装置按需处于伸展或缩回位置，即可实现稳固支撑，并方便工件套装。

Description

一种金属波纹管自动整形机

技术领域

本发明涉及一种波纹管整形设备，特别是一种金属波纹管自动整形机，属于机械制造领域。

背景技术

金属波纹管是广泛应用于航空、军事、电力、化工等行业的弹性元件。波纹管制造过程过程的典型工艺是在粗波加工后借助波纹管整形设备进行整形（参见图1和图2）。

据申请人了解，传统波纹管整形设备普遍存在整形效率低（单波整形）、精度难控、自动化程度低、结构复杂、操作不便等缺点。为此，申请号为CN201910977242.9的中国专利公开了一种金属波纹管自动整形机，由床身、主电机、升降电液推杆、上整形片、上隔离弹簧、下整形片、下隔离弹簧等机构组成，用于实现涨形后的波纹管自动整形。然而实践表明，该技术方案尚存以下不足之处：首先，其旋转轴处于右端无支撑状态，整体刚性不足，将影响波纹管产品的整形质量；其次，其模片的轴向压紧装置即丝杠螺母的旋转限位采用固定在移动小车上的锁紧扳手，而螺母自身形状使其与扳手互套时，很容易因套合角度干涉而产生冲击或卡阻，影响正常运转。另外，分析可知，其上丝杠轴与下丝杠轴采用齿轮啮合，旋转速比固定，难以满足波纹管管胚内轴与外轴旋转速比因管胚厚度不同而随之变化的要求，易引起波纹管抖动。

发明内容

本发明的首要目的是：针对上述现有技术存在的主要问题，提供一种工件装夹方便且支撑稳固的金属波纹管多波自动整形机，从而在保证高效的同时，保证整形质量。

本发明进一步的目的是，提出只需一个动力源即可实现旋转和直线推进两种动作的多波一次整形金属波纹管多波自动整形机，从而无需螺母与扳手互套、彻底避免干涉卡阻，确保整形顺畅。

为了达到上述首要目的，本发明金属波纹管自动整形机的基本技术方案为：包括安置在机架下部的主电机，所述主电机与水平的主动转轴传动连接，所述主动转轴上装有与之构成移动副的主动整形模；所述机架上部装有提升电机驱动的提升机，所述提升机的可升降导柱下端装有水平从动转轴，所述从动转轴上装有与之构成移动副的从动整形模；。

所述主动转轴邻近主电机的一端支撑在安装于机架的轴承中；所述机架上铰支伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置的伸缩端与旋转臂的中部铰接，所述旋转臂的上端铰支在机架上；当所述伸缩驱动装置处于伸展位置时，所述主动转轴远离主电机的一端支撑在旋转臂下部的支撑滚轮上；当所述伸缩驱动装置处于缩回位置时，所述旋转臂下部的支撑滚轮离开所述主动转轴。

采用本发明后，当需要将待整形波纹管套在主动转轴上时，只要控制电动推杆之类的伸缩驱动装置处于缩回位置使主动转轴呈悬臂状态即可，十分方便；而当需要进行整形操作时，则控制伸缩驱动装置处于伸展状态，此时的主动转轴两端均处于被支撑状态，因此非常稳固、可靠。

为了达到进一步的目的，本发明的金属波纹管自动整形机中，所述从动转轴通过支撑座安装在提升机的导柱下端；所述支撑座分别通过相应轴承支撑从动转轴和穿过从动转轴中心孔的丝杠，所述支撑座的一端安装丝杠制动器，所述从动转轴开有轴向延伸的径向贯穿长槽，所述丝杆与推进螺母构成螺旋副，所述推进螺母径向延伸出与贯穿长槽构成移动副的凸起；所述主动整形模和从动整形模分别含有间隔分布的模片。

整形时，在升降机构的驱动下，从动转轴向主动转轴靠拢，从动整形模的模片逐渐卡入套在主动转轴上待整形波纹管的间隔中，与主动整形模的模片呈犬牙交错状，其相互之间的摩擦力使得主动转轴的转动被传递到从动转轴；此时如制动器锁止丝杠，从动转轴的转动将带动推进螺母在绕丝杆旋转的同时，沿径向贯穿长槽轴向位移，实现使模片间隔逐渐缩小所需的直线进给运动，直至所有模片并拢完成波纹管的整形。

由此可见，本发明以简单紧凑的传动结构实现了旋转和直线推进两种动作的复合，从而使波纹管的多波一次整形得以一气呵成，不会出现卡滞等问题。

本发明进一步的完善还有：

所述伸缩驱动装置的伸缩端与钩状旋转臂的中部铰接，所述旋转臂的下端钩头内装有一对支撑滚轮。

所述提升机含有两根通过水平连接轴联动的可升降垂向内、外导柱，所述内、外导柱的下端安装从动转轴。

所述外导柱的下端通过外连接板与支撑从动转轴外端的轴承座固连，所述内导柱的下端与内连接板连接，所述提升机内导柱侧的升降端通过铰接轴与内连接板和支撑座轴向拉紧，构成可绕垂向轴线相对转动的铰接结构。

所述支撑座由穿孔座与固定圈固连而成，所述穿孔座内通过间隔分布的一对前置轴承支撑从动转轴，所述固定圈内通过后置轴承支撑穿过从动转轴的丝杠。

所述支撑座的固定圈端安装丝杠制动器。

所述从动转轴的外伸段开有两条对称的轴向延伸径向贯穿长槽，所述从动转轴的内端与起轴向定位作用的压圈固连。

所述推进螺母径向延伸出分别与两条贯穿长槽构成移动副的两个凸起。

附图说明

图1是整形前的波纹管结构示意图。

图2是整形后的波纹管结构示意图。

图3是本发明一个实施例的结构示意图。

图4是图3的侧视局部结构示意图。

图5是图6的A-A截面结构示意图。

图6是图3实施例中从动转轴部分的结构示意图。

图7是图3实施例中主动、从动转轴整形前的位置关系示意图。

图8是图3实施例中主动、从动转轴整形中的位置关系示意图。

图9是图3实施例中从动整形模装拆状态立体结构示意图。

主要包括：1、机架；6、提升机；7、连接轴；8、外导柱；8’、内导柱；9、从动转轴；10、从动整形模片；11、推进螺母；12、丝杠；13、丝杆制动器；14、旋转手轮；15、联轴器；16、主电机；17、旋转臂；18、支撑轮；19、电动推杆；20、主动整形模片；21、升降电机；22、外连接板；22’、内连接板；23、转销；24、轴承座；25、轴承；26、控制装置；27、主动转轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实施例中的技术方案进一步详细描述。

本实施例为一种作为波纹管整形设备的金属波纹管多波自动整形机，其具体结构如图3及图4所示， 框架结构的机架1下部安置含减速器的主电机16，该主电机的输出轴通过联轴器15传动连接水平的主动转轴27，该主动转轴27上装有两端夹持块及其中间间隔分布模片构成的主动整形模20，并且在滑键结构的约束下，主动转轴27与主动整形模20构成周向约束的周向移动副。机架1的上部装有提升电机21驱动的提升机6，该提升机6本实施例采用博能传动（苏州）有限公司的JMW025DM-200，该机将电机的旋转运动通过丝杠-螺母副转化为直线运动，带动两根通过水平连接轴7联动的可升降垂向内、外导柱8’、8。内、外导柱8’、8的下端安装水平的从动转轴9，该从动转轴9上装有与之构成移动副的从动整形模10。主动整形模和从动整形模分别含有间隔分布的模片。

其中，主动转轴19邻近主电机16的一端支撑在安装于机架1中间的轴承座24内的轴承25中。机架1上铰支作为伸缩驱动装置的电动推杆19的缸体，该电动推杆19的伸缩端与钩状旋转臂17的中部铰接，该旋转臂17的上端铰支在机架1上，下端的钩头内装有一对支撑滚轮18。因此，当电动推杆19受控处于伸展位置时，如图4实线所示，主动转轴19远离主电机16的一端支撑在在旋转臂17下部的支撑滚轮18上，结果使主动转轴19在进行整形操作过程中，两端均被可靠支撑；而当电动推杆19处于缩回位置时，如图4虚线所示，旋转臂17下部的支撑滚轮18离开主动转轴19，主动转轴19呈悬臂状态，保证了波纹管工件的装、卸以及主动整形模的装、拆更换。

从动转轴27的具体安装结构参见图5和图6，外导柱8的下端通过外连接板22与支撑从动转轴9外端的轴承座固连，内导柱8’的下端与内连接板22’连接，提升机6内导柱8’侧的升降端通过铰接轴8”与内连接板22’、支撑座9-5轴向拉紧，构成可绕垂向轴线相对转动的铰接结构。支撑座9-5由穿孔座9-5-1与固定圈9-5-2固连而成，穿孔座9-5-1内通过间隔分布且规格相同的一对前置轴承9-4支撑空心的从动转轴9，固定圈9-5-2内通过双列的后置轴承9-4’支撑穿过从动转轴9的丝杠12。支撑座9-5的固定圈9-5-2端安装外购的干式单片电磁制动器（浙江诸暨威能电磁制动器厂DZD5-20型）作为丝杠制动器13。从动转轴9的外伸段开有两条对称的轴向延伸径向贯穿长槽12-1，从动转轴9的内端与起轴向定位作用的压圈9-6固连。丝杆12的外端与旋转手轮14固定连接，丝杆12的螺纹段与推进螺母11构成螺旋副，该推进螺母11如图5所示，径向延伸出分别与两条贯穿长槽12-1构成移动副的两个凸起11-1。当制动器锁止丝杠时，驱动从动转轴转动，将带动推进螺母在绕丝杆旋转的同时，在径向贯穿长槽的约束下轴向位移，实现所需的直线进给运动。

工作时，控制电动推杆缩回，使旋转臂离开，主动转轴呈悬臂状，如图7所示，将待整形波纹管套在主动转轴上，就位于主动整形模，再控制电动推杆伸展，使旋转臂回位支撑好主动转轴。接着，启动升降机构，使从动转轴由上至下靠拢主动转轴，如图8所示，从动整形模的模片逐渐卡入套在主动转轴上待整形波纹管的间隔中，与主动整形模的模片呈犬牙交错状，此时主电机带动的主动转轴旋转运动将在贴紧摩擦力的作用下传递到从动转轴。由于制动器受控锁止丝杠，因此从动转轴的转动将带动推进螺母在绕丝杆旋转的同时，沿径向贯穿长槽轴向位移，实现使模片间隔逐渐缩小所需的直线进给运动，对波纹管壁进行滚压，直至所有模片并拢完成波纹管的多波一次整形。

值得一提的是，本实施例由于外导柱通过连接板与从动转轴外端的轴承座固连，内导柱铰接连接块与支撑座构成铰接结构，因此如图9所示，只要拆开外导柱下连接板与外端轴承座的固连紧固件，即可使从动转轴按需转位，从而大大方便从动整形模的装拆维护。

试验表明，本实施例的金属波纹管多波自动整形机一方面借助电磁制动器使得得模具既可跟随同步旋转又可轴向进给，另一方面利用电动推杆给旋转轴提供可分离的固定支撑，具有结构紧凑、成本经济、功能完备、自动化程度高、操作方便等优点，可满足粗波波纹管的整形要求，整形质量好、生产效率高。

除上述实施例外，本发明还可能有其它实施方式。凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属波纹管自动整形机，包括安置在机架下部的主电机，所述主电机与水平的主动转轴传动连接，所述主动转轴上装有与之构成移动副的主动整形模；所述机架上部装有提升电机驱动的提升机，所述提升机的可升降导柱下端装有水平从动转轴，所述从动转轴上装有与之构成移动副的从动整形模；其特征在于：

所述主动转轴邻近主电机的一端支撑在安装于机架的轴承中；所述机架上铰支伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置的伸缩端与旋转臂的中部铰接，所述旋转臂的上端铰支在机架上；当所述伸缩驱动装置处于伸展位置时，所述主动转轴远离主电机的一端支撑在旋转臂下部的支撑滚轮上；当所述伸缩驱动装置处于缩回位置时，所述旋转臂下部的支撑滚轮离开所述主动转轴；

所述从动转轴通过支撑座安装在提升机的导柱下端；所述支撑座分别通过相应轴承支撑从动转轴和穿过从动转轴中心孔的丝杠，所述支撑座的一端安装丝杠制动器，所述从动转轴开有轴向延伸的径向贯穿长槽，所述丝杠与推进螺母构成螺旋副，所述推进螺母径向延伸出与贯穿长槽构成移动副的凸起；所述主动整形模和从动整形模分别含有间隔分布的模片。

2.根据权利要求1所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述伸缩驱动装置的伸缩端与钩状旋转臂的中部铰接，所述旋转臂的下端钩头内装有一对支撑滚轮。

3.根据权利要求2所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述提升机含有两根通过水平连接轴联动的可升降垂向内、外导柱，所述内、外导柱的下端安装从动转轴。

4.根据权利要求3所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述外导柱的下端通过外连接板与支撑从动转轴外端的轴承座固连，所述内导柱的下端与内连接板连接，所述提升机内导柱侧的升降端通过铰接轴与内连接板和支撑座轴向拉紧，构成可绕垂向轴线相对转动的铰接结构。

5.根据权利要求4所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述支撑座由穿孔座与固定圈固连而成，所述穿孔座内通过间隔分布的一对前置轴承支撑从动转轴，所述固定圈内通过后置轴承支撑穿过从动转轴的丝杠。

6.根据权利要求5所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述支撑座的固定圈端安装丝杠制动器。

7.根据权利要求6所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述从动转轴的外伸段开有两条对称的轴向延伸径向贯穿长槽，所述从动转轴的内端与起轴向定位作用的压圈固连。

8.根据权利要求7所述的金属波纹管自动整形机，其特征在于：所述推进螺母径向延伸出分别与两条贯穿长槽构成移动副的两个凸起。